七桥问题与一笔画
6、下图是某展览厅的平面图,它由五个展室组 成,任两展室之间都有门相通,整个展览厅还有 一个进口和一个出口,问游人能否一次不重复地 穿过所有的门,并且从入口进,从出口出?
BCDຫໍສະໝຸດ EFAE ●
●G F ● D●
C●
●
●A
B
4、下图是一个公园的平面图.要使游客走遍每 条路而不重复,问出入口应设在哪里?
GF
I
H
J
E CD
K
A
B
C
5、 甲乙两个邮递员去送信,两人同时出发以 同样的速度走遍所有的街道,甲从A点出发, 乙从B点出发,最后都回到邮局(C点)。如果 要选择最短的线路,谁先回到邮局?
观察下面的图形,哪些图形可以一笔画完,你能画出来吗?
连通图:任意两点间都有道路的就是连通图。
非连通图:非连通图看起来直接是断开的。
非连通图一定不能一笔画成,连通图有可能 一笔画成。
哥尼斯堡七桥问题
现今的加里宁格勒,旧称哥尼斯堡,是一座历史名城。 在十八、十九世纪,那里是东普鲁士的首府,曾经诞生和培育 过许多伟大的人物。著名的哲学家,古典唯心主义的创始人康 德,终生没有离开过哥尼斯堡一步!二十世纪最伟大的数学家 之一,德国的希尔伯特也出生于此地。
问题分析
问题的答案如何呢?让我们先来了解三个新概念。
①有奇数条边相连的点叫奇点。如:
●
●
●
②有偶数条边相连的点叫偶点。如:
●
●
●
③一笔画指:1、下笔后笔尖不能离开纸。 2、每条线都只能画一次而不能重复。
总结规律
①可以一笔画成的图形,与偶点个数无关, 与奇点个数有关。也就是说,凡是图形中没 有奇点的(奇点个数为0),可选任一个点做 起点,且一笔画后可以回到出发点。
哥城景致迷人,碧波荡漾的普累格河,横贯
其境。在河的中心有一座美丽的小岛。普河的两 条支流,环绕其旁汇成大河,把全城分为下图所 示的四个区域:岛区(A),东区(B),南区(C)和北 区(D)。
著名的哥尼斯堡大学,傍倚于两条支流 的河旁,使这一秀色怡人的区域,又增添了 几分庄重的韵味!有七座桥横跨普累格河及 其支流,其中五座把河岸和河心岛连接起来 。这一别致的桥群,古往今来,吸引了众多 的游人来此散步。
1、下图是国际奥委会的会标,你能一笔把它画出 来吗?
2、 一辆洒水车要给某城市的街道洒水,街 道地图如下:你能否设计一条洒水车洒水的 路线,使洒水车不重复地走过所有的街道, 再回到出发点?
小广场
超市 菜市场
文具店 电器城
服装城
3、 下图是一个公园的平面图,能不能使游 人走遍每一条路不重复?入口和出口又应设 在哪儿?
②若奇点个数为2,可选其中一个奇点做起点, 而终点一定是另一个奇点,即一笔画后不可以 回到出发点。
③凡是图形中有2个以上奇点的,不能完成一 笔画。
用你发现的规律,说一说七桥问题的答案?
由于七桥问题中的四个点都是奇点,因此可 以判断它是无法一笔画出来的 ,也就是说 根本不存在能不重复走遍七座桥的路线!
不难发现:右图中的点A、B、C、D,相当于 七桥问题中的四块区域;而图中的弧线,则相当于 连接各区域的桥。
想不到轰动一时的哥尼斯堡七桥 问题,竟然与孩子们的游戏,想用一 笔画画出“串”字和“田”字这类问 题一样。
聪明的欧拉,正是在此基础上, 经过悉心研究,确立了著名的“一笔 画原理”,从而成功地解决了哥尼斯 堡七桥问题。
的事!
问题的魔力,
竟然吸引了天才的 欧拉(Euler。1707--1783)。这位年轻 的瑞士数学家,以 其独具的慧眼,看 出了这个似乎是趣 味几何问题的潜在 意义。
欧拉运用他那娴熟的变换技巧,如同下图,把
哥尼斯堡七桥问题变为读者所熟悉的,简单的几何 图形的“一笔画”问题:即能否笔不离纸,一笔画 但又不重复地画完以下的图形?
早在十八世纪以前,当地的居民便热衷
于以下有趣的问题:能不能设计一次散步, 使得七座桥中的每一座都走过一次,而且只 走过一次?
这便是著名的哥尼斯堡七桥问题。
如果有兴趣,完全可以照样子画一张地图
,亲自尝试尝试。不过,要告诉大家的是,想把 所有的可能线路都试过一遍是极为困难的!因 为各种可能的线路有 P77=5040种。要想一一试 过,真是谈何容易。正因为如此,七桥问题的 解答便众说纷纭:有人在屡遭失败之后,倾向 于否定满足条件的解答的存在;另一些人则认 为,巧妙的答案是存在的,只是人们尚未发现 而已,这在人类智慧所未及的领域,是很常见